开关电源基础知识.ppt

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1、开关电源基本知识雪豹电子—书成（2）深圳市睿德实业有限公司开关电源——开关电源是相对线性电源说的。它在输入端直接将交流电整流变成直流电，再在高频震荡电路的作用下，用开关管控制电流的通断，形成高频脉冲电流。在电感（高频变压器）的帮助下，输出稳定的低压直流电。由于变压器的磁芯大小与他的工作频率的平方成反比，频率越高铁心越小。这样就可以大大减小变压器，使电源减轻重量和体积。因为高频可以减少转换损耗，使这种电源的效率比线性电源高很多。这样就节省了能源。开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）脉冲幅度调制（PFM）和混合调制构成。线性电

2、源的主电路如下：开关电源的主电路如下：开关电源的发展方向开关电源的发展方向是高频、高可靠、低损耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，特别是改善二次整流器件的损耗，并在功率铁氧体（Mn-Zn）材料上加大科技创新，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，而电容器的小型化也是一项关键技术。开关电源与线性电源之比较项目线性开关效率低（25～50℅）高（65～90℅）尺寸大小电路简单（变压，整流，稳定化）复杂（整流，转换，波

3、宽控制，整流）稳定度高（0.001～0.1℅）普通（0.1～3℅）纹波小大输入电压范围输入电压大时，效率降低，不可直流输入输入电压范围广成本低普通，有减少趋势输入电压范围输入电压是指客户端提供给开关电源的输入电压，即电源能正常工作的电压。常见的分为AC（交流）和DC（直流）输入两种（或AC、DC均可）。对于产品而言，输入电压均有范围，常见的AC输入的有：176Vac~264Vac；90Vac~132Vac；90Vac~264Vac等；而常见DC输入的有：36VDC~72VDC等。此参数主要是保证开关电源在客户端的设备上能正

4、常使用。输入频率范围（Hz）此指标主要是能满足客户所在国家或地区的电网的要求。（AC输入）通常产品的指标为：47Hz~63Hz我们国家的电网为：220Vac/50Hz启动冲击电流开关电源在启动瞬间，由于电容在开机瞬间会形成一个很大电流的充电过程，这就形成了启动冲击电流；其如果过大容易导致桥堆和保险丝等器件烧毁；此指标主要是考虑电源在启动时耐受冲击电流的能力。一般要求冷机启动情况下：<30A（220Vac/50Hz）。测试设备：可编程交流源;精密电子负载;数字示波器;电流探头最大输入电流在电源工作时，输入端回路总会有电流，即

5、我们所说的输入电流；一般来说，最大输入电流出现在输入电压为下限值时；此项指标某些客户有特殊要求，它的大小受以下几个因数的影响：输出功率、PF值（功率因数）、输入电压和效率等。输出启动时间启动时间输出启动时间启动时间是指开关电源在最大载情况下从电源（直流或交流）输入到其输入电压上升到规格下限值（或90%U）时的那段时间；通常在220Vac输入时，要求小于1S；在110Vac输入时，要求小于2S。。启动时间可能对客户系统的时序信号有影响，当然启动时间过长可能会让客户认为电源出现故障。输出过冲当电源启动时，输出电压将上升至某一值

6、V1时经电源的反馈回路调整后至稳定输出电压值V0，此时的输出过冲(overshoot)即为（V1-V0）/V0*100%；同理，当电源断开输出时，也会出现所谓的输出欠冲（undershoot);此项指标主要是考量开关电源的反馈回路的反应速度。测试时应兼顾各种输入条件和负载条件。输出过冲V1V0保持时间保持时间保持时间定义是：开关电源从输入切断电源起到其输出电压下降到稳压范围外时（一般是输出电压的下限）的时间，单位是mS级。通常标准：220Vac输入时不小于20mS；110Vac输入时不小于10mS。（不同的设备有不同的时间

7、要求，有要求≥16ms，有的则要求在交流输入120V时≥12ms）此参数可能影响客户系统的某些工作特性，如保存数据等，也可能涉及到时序性问题。效率效率的定义是指某一电源输出的总功率与输入有用功的百分比。此指标是检验电源的功率使用率，从客户角度而言，效率高就意味着耗能少，效率低就意味着耗能多；从产品开发而言，效率低意味着电源本身的功耗大，自身产生的热能也相应增大，这将影响产品的可靠性，也可能进而影响客户系统的可靠度。温度系数此指标主要是评估开关电源在其允许的环境条件（泛指温度与湿度）下，其输出的电压变化率是否满足要求；影响温

8、度系数的因数主要是开关电源的元器件在环境变化后某些参数的偏移从而引起整机参数的变化（对于产品而言即输出电压）。输出电流输出电流是定义某一电源本身的特定参数；一般定义每路输出所允许的负载电流范围（描述最小电流和最大电流）；如不定义最小电流值，则默认为最大电流值的10%。此参数的确定取决于客户设备的实际功率